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Cristales microscópicos suspendidos en un planeta gigante distante revelan cómo atmósferas fuera del Sistema Solar pueden formar nubes muy diferentes de las terrestres, con partículas minerales detectadas por la luz filtrada durante el tránsito de WASP-17 b frente a su estrella.
El Telescopio Espacial James Webb identificó indicios de nanocristales de cuarzo en las nubes altas de WASP-17 b, un gigante gaseoso situado a cerca de 1,300 años luz de la Tierra y clasificado como un Júpiter caliente.
La detección, realizada con datos del instrumento MIRI, marca la primera identificación de partículas de sílice en una atmósfera de exoplaneta, según la NASA.
El descubrimiento llama la atención porque muestra que nubes fuera del Sistema Solar pueden tener composiciones muy diferentes de las observadas en la Tierra.
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En lugar de gotitas de agua o cristales de hielo, las capas superiores de este planeta llevan partículas minerales extremadamente pequeñas, suspendidas en una atmósfera sometida a temperaturas elevadas.
WASP-17 b no es un planeta rocoso ni presenta una superficie conocida como la terrestre.
Se trata de un mundo gaseoso, muy voluminoso y de baja densidad, que orbita cerca de su estrella y, por eso, recibe radiación intensa capaz de moldear una atmósfera inusual.
Cristales en nubes de un Júpiter caliente
Los cristales detectados están formados por dióxido de silicio, también llamado sílice, en la forma cristalina conocida como cuarzo.
En la práctica, el material está asociado al mismo mineral encontrado en la Tierra, pero aparece en WASP-17 b como partículas nanométricas esparcidas en lo alto de la atmósfera.
De acuerdo con la NASA, los granos identificados tienen cerca de 10 nanómetros de diámetro, una escala tan pequeña que miles de ellos podrían caber lado a lado en el grosor de un cabello humano.
Aun así, en gran cantidad, estas partículas dejan marcas detectables en la luz analizada por el Webb.
La presencia de cuarzo no significa que el planeta tenga paisajes sólidos cubiertos por el mineral, como podría ocurrir en una superficie rocosa.
Lo que los datos indican es la existencia de aerosoles minerales en nubes altas, flotando en una capa gaseosa sin paralelo directo con la meteorología terrestre.
En la Tierra, nubes comunes se forman cuando el vapor de agua se condensa en gotitas líquidas o cristales de hielo.
En WASP-17 b, las condiciones son lo suficientemente extremas como para permitir otro tipo de formación, basada en partículas minerales que interactúan con la luz de la estrella anfitriona.
Cómo el James Webb detectó el cuarzo
La observación se realizó cuando WASP-17 b pasó frente a su estrella, en un fenómeno conocido como tránsito.
En esta situación, parte de la luz estelar atraviesa la atmósfera del planeta antes de llegar al telescopio, llevando señales químicas dejadas por gases, partículas y nubes.
El instrumento MIRI, siglas en inglés de Instrumento de Infrarrojo Medio, registró variaciones en esa luz en longitudes de onda específicas.
Según la NASA, el Webb observó el sistema durante casi diez horas y recopiló más de 1.275 mediciones durante el paso del planeta.
Este tipo de análisis se llama espectroscopía de transmisión y permite investigar atmósferas distantes sin fotografiar el planeta como un disco detallado.
Cuando una sustancia determinada absorbe parte de la radiación, deja una firma en el espectro, comparable a una huella química.
En el caso de WASP-17 b, la firma se asoció con la sílice cristalina.
La Agencia Espacial Europea informó que el espectro obtenido por el Webb el 12 y 13 de marzo de 2023 reveló la primera evidencia de cuarzo en las nubes de un exoplaneta.
Por qué el descubrimiento importa
La identificación de sílice en WASP-17 b amplía la comprensión sobre la variedad de nubes que pueden existir en planetas fuera del Sistema Solar.
Modelos atmosféricos ya preveían la presencia de minerales en mundos muy calientes, pero la detección de cuarzo ayuda a detallar mejor esa composición.
En otros exoplanetas, los científicos consideran la posibilidad de nubes formadas por silicatos y otras partículas resistentes a altas temperaturas.
La observación de cristales de cuarzo muestra que la química de estas atmósferas puede ser más específica de lo que se imaginaba.
Estas nubes también influyen en la lectura de otros componentes atmosféricos.
Partículas suspendidas pueden bloquear, dispersar o alterar la luz que pasa por el planeta, dificultando la identificación de gases como vapor de agua, dióxido de carbono y otros compuestos relevantes.
Por eso, entender el tipo de nube presente en un exoplaneta es tan importante como detectar moléculas en la atmósfera.
Sin esta información, los modelos utilizados para interpretar los espectros pueden sobrestimar o subestimar la presencia de sustancias en diferentes capas gaseosas.
WASP-17 b como laboratorio natural
WASP-17 b pertenece al grupo de los Júpiteres calientes, planetas gaseosos gigantes que orbitan muy cerca de sus estrellas.
Esta proximidad crea atmósferas infladas, temperaturas elevadas y procesos físicos que no tienen equivalente directo en los planetas más familiares del Sistema Solar.
Aunque no se considera un candidato para albergar vida, este tipo de mundo funciona como laboratorio natural para probar modelos sobre circulación atmosférica, formación de nubes e interacción entre radiación estelar y partículas suspendidas.
Cada observación ayuda a comparar planetas muy diferentes entre sí.
El Webb tiene un papel central en este avance porque observa el universo principalmente en el infrarrojo, rango de luz adecuado para investigar moléculas y partículas frías o poco visibles en otras longitudes de onda.
En el estudio de WASP-17 b, el infrarrojo medio fue decisivo para distinguir la firma del cuarzo.
El descubrimiento también muestra cómo la palabra “nube” cambia de significado cuando se aplica a otros mundos.
Fuera de la Tierra, pueden estar hechas de minerales, metales o compuestos que jamás formarían nubes comunes en una atmósfera como la terrestre.
El caso de WASP-17 b no revela un paisaje fotografiado directamente, sino una atmósfera reconstruida a partir de la luz.
La imagen científica es la de un planeta gigante, sobrecalentado y distante, con nubes altas cargadas por cristales microscópicos de cuarzo.
La detección refuerza que las atmósferas de exoplanetas pueden esconder composiciones inesperadas, incluso en mundos ya conocidos por los astrónomos.
A 1.300 años luz de distancia, WASP-17 b muestra que fenómenos aparentemente familiares, como nubes, pueden asumir formas completamente diferentes en otros sistemas planetarios.
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